電磁對準(zhǔn)是使用磁場來改變和控制電子束的方向的過程。在電子束蒸發(fā)中,可能需要改變電子束的方向,以確保它準(zhǔn)確地撞擊到目標(biāo)材料。這通常通過調(diào)整電子槍周圍的磁場來實現(xiàn),這個磁場會使電子束沿著特定的路徑移動,從而改變其方向。電子束的能量和焦點可以通過調(diào)整電子槍的電壓和磁場來控制,從而允許對沉積過程進行精細(xì)的控制。例如,可以通過調(diào)整電子束的能量來控制蒸發(fā)的速度,通過調(diào)整電子束的焦點來控制蒸發(fā)區(qū)域的大小。在蒸鍍過程中,石英晶體控制(QuartzCrystalControl)是一種常用的技術(shù),用于精確測量和控制薄膜的厚度。它基于石英晶體微平衡器的原理,這是一種高精度的質(zhì)量測量設(shè)備。石英晶體微平衡器的工作原理是基于石英的壓電效應(yīng):當(dāng)石英晶體受到機械應(yīng)力時,它會產(chǎn)生電壓;反之,當(dāng)石英晶體受到電場時,它會發(fā)生機械形變。在石英晶體控制系統(tǒng)中,一塊石英晶體被設(shè)置為在特定頻率下振蕩。當(dāng)薄膜在石英晶體表面沉積時,這將增加石英晶體的質(zhì)量,導(dǎo)致振蕩頻率下降。通過測量這種頻率變化,可以精確地計算出沉積薄膜的厚度。真空鍍膜過程需嚴(yán)格監(jiān)控鍍膜速度。汕尾真空鍍膜工藝流程

電子束蒸發(fā)是目前真空鍍膜技術(shù)中一種成熟且主要的鍍膜方法,它解決了電阻加熱方式中鎢舟材料與蒸鍍源材料直接接觸容易互混的問題。同時在同一蒸發(fā)沉積裝置中可以安置多個坩堝,實現(xiàn)同時或分別蒸發(fā),沉積多種不同的物質(zhì)。通過電子束蒸發(fā),任何材料都可以被蒸發(fā),不同材料需要采用不同類型的坩堝以獲得所要達到的蒸發(fā)速率。電子束蒸發(fā)可以蒸發(fā)高熔點材料,比一般電阻加熱蒸發(fā)熱效率高、束流密度大、蒸發(fā)速度快,制成的薄膜純度高、質(zhì)量好,通過晶振控制,厚度可以較準(zhǔn)確地控制,可以廣泛應(yīng)用于制備高純薄膜和各種光學(xué)材料薄膜。電子束蒸發(fā)的金屬粒子只能考自身能量附著在襯底表面,臺階覆蓋性比較差,如果需要追求臺階覆蓋性和薄膜粘附力,建議使用磁控濺射。汕尾真空鍍膜工藝流程鍍膜技術(shù)為產(chǎn)品提供優(yōu)越的防腐保護。

鍍膜技術(shù)工藝包括光刻、真空磁控濺射、電子束蒸鍍、ITO鍍膜、反應(yīng)濺射,在微納加工過程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、化學(xué)沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱。磁控濺射在高真空,在電場的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高、致密性好,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。
通過PVD制備的薄膜通常存在應(yīng)力問題,不同材料與襯底間可能存在壓應(yīng)力或張應(yīng)力,在多層膜結(jié)構(gòu)中可能同時存在多種形式的應(yīng)力。薄膜應(yīng)力的起源是薄膜生長過程中的某種結(jié)構(gòu)不完整性(雜質(zhì)、空位、晶粒邊界、錯位等)、表面能態(tài)的存在、薄膜與基底界面間的晶格錯配等。PVD鍍膜(離子鍍膜)技術(shù)的主要特點和優(yōu)勢—和真空蒸發(fā)鍍膜真空濺射鍍膜相比較,PVD離子鍍膜具有如下優(yōu)點:膜層與工件表面的結(jié)合力強,更加持久和耐磨、離子的繞射性能好,能夠鍍形狀復(fù)雜的工件、膜層沉積速率快,生產(chǎn)效率高、可鍍膜層種類廣、膜層性能穩(wěn)定、安全性高。先進的真空鍍膜技術(shù)提升產(chǎn)品美觀度。

沉積工藝也可分為化學(xué)氣相沉積和物理的氣相沉積。CVD的優(yōu)點是速率快,且由于在晶圓表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),擁有臺階覆蓋率。但從上述化學(xué)方程式中不難看出,其缺點就是產(chǎn)生副產(chǎn)物廢氣。在半導(dǎo)體制程中,很難將這些廢氣完全排出,難免會參雜些不純物質(zhì)。因此,CVD多用于不需要精確把控材料特性的沉積涂層,如沉積各種消耗性的膜層(硬掩模)或各種厚絕緣薄膜等。PVD則向晶圓表面直接轟擊要沉積的材料。也就是說,如果想在晶圓表面沉積A物質(zhì),則需將A物質(zhì)氣化后,使其沉積到晶圓表面。常用的PVD方法有濺射,這在刻蝕工藝中也曾涉及過。在這種方法中,我們先向A物質(zhì)靶材轟擊離子束(主要采用惰性氣體),使A物質(zhì)粒子濺射出來,再將脫落的粒子轉(zhuǎn)移至硅片表面,并形成薄膜。PVD的優(yōu)點是無副產(chǎn)物,沉積薄膜的純度高,且還可以沉積鎢(W)、鈷(Co)等無反應(yīng)能力的純凈物材料。因此,多用于純凈物的金屬布線。PECVD,是一種利用等離子體在較低溫度下進行沉積的一種薄膜生長技術(shù)。汕尾真空鍍膜工藝流程
真空鍍膜過程中需避免鍍膜材料污染。汕尾真空鍍膜工藝流程
電子束真空鍍膜的物理過程:物理的氣相沉積技術(shù)的基本原理可分為三個工藝步驟:(1)電子束激發(fā)鍍膜材料金屬顆粒的氣化:即鍍膜材料的蒸發(fā)、升華從而形成氣化源,(2)鍍膜材料粒子((原子、分子或離子)的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子(原子團、分子團或離子團)經(jīng)過碰撞,產(chǎn)生多種反應(yīng)。(3)鍍膜材料粒子在基片表面的沉積。LPCVD反應(yīng)的能量源是熱能,通常其溫度在500℃-1000℃之間,壓力在0.1Torr-2Torr以內(nèi),影響其沉積反應(yīng)的主要參數(shù)是溫度、壓力和氣體流量,它的主要特征是因為在低壓環(huán)境下,反應(yīng)氣體的平均自由程及擴散系數(shù)變大,膜厚均勻性好、臺階覆蓋性好。目前采用LPCVD工藝制作的主要材料有:多晶硅、單晶硅、非晶硅、氮化硅等。汕尾真空鍍膜工藝流程